MicroRNA--210在肝脏缺血再灌注损伤中作用机制研究

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肝脏缺血再灌注损伤是肝移植,肝切除和出血性休克等疾病的常见并发症。然而,由于缺血再灌注损伤是多种细胞,多种损伤机制共同参与的过程,其详细的分子机制尚未阐明,因此在临床上缺乏相应的有效预防和治疗手段。目前虽然采取缺血预处理,缩短缺血时间,降低器官转运温度等措施减轻肝脏缺血再灌注损伤,但均未取得预期效果。因此需要对肝脏缺血再灌注损伤机制进行更加深入的研究,为预防和治疗肝脏缺血再灌注损伤提供新的手段和思路。
  MicroRNA是一类非编码RNA,由18-22个核苷酸构成,能够参与人体各种生理和病理过程的调控。MiR-210是典型的缺氧诱导型microRNA之一,其在肿瘤、免疫和其它器官缺血再灌注损伤中的作用多有报道,然而miR-210在肝脏缺血再灌注损伤中的作用和机制尚不清楚。
  研究目的:
  1.探索miR-210在肝脏缺血再灌注损伤中的作用。
  2.阐明miR-210影响肝脏缺血再灌注损伤的分子机制。
  研究方法:
  我们首先通过定量PCR确定miR-210在肝脏缺血再灌注损伤过程中的变化。然后对野生型(wild type)和miR-210基因敲除小鼠建立肝脏缺血再灌注损伤模型,通过病理切片分析,血清生化指标分析和炎症因子水平检测评价肝脏损伤程度,进而确定miR-210在肝脏缺血再灌注损伤中的作用。随后开展体外细胞实验,通过转染miR-210mimic或inhibitor人为调控细胞内miR-210表达水平,验证miR-210在小鼠肝脏缺血再灌注损伤中的作用。机制研究方面,通过生物信息学预测miR-210候选靶基因,随后通过双荧光素酶报告实验和生物素标记的miRNA共沉淀实验进行验证。确定miR-210对靶基因具有调控关系后,通过共转染实验确定miR-210通过靶基在肝脏缺血再灌注损伤过程中发挥作用。对miR-210上游的研究中,通过生物信息学分析miR-210启动子序列,确定候选的转录因子,然后通过ChIP和双荧光素酶报告实验进行验证。以上是本课题探究miR-210在肝脏缺血再灌注损伤中的作用和机制的研究方法。
  研究结果:
  在本课题,我们首先发现小鼠肝脏缺血再灌注损伤的肝组织中miR-210表达水平显著升高。在小鼠肝脏缺血再灌注模型中,敲除miR-210基因能够显著减轻肝脏损伤、炎症反应和细胞凋亡。在体外细胞实验中,miR-210inhibitor能够减少缺氧复氧诱导的原代肝细胞和LO2细胞凋亡,而miR-210mimic则促进了缺氧复氧导致的细胞凋亡。在分子机制研究环节,我们确定了miR-210能够与SMAD4mRNA3’端非编码区结合并抑制SMAD4的表达。通过SMAD4和miR-210的共转染实验发现SMAD4高表达能够抑制miR-210mimic引起的细胞凋亡,而SMAD4低表达则能够消除miR-210inhibitor的保护作用,证明miR-210通过靶向SMAD4调控细胞凋亡。在进一步研究miR-210的上游时,发现缺氧能够诱导SMAD4入核并与miR-210启动子结合,进而促进miR-210的表达。
  研究结论:
  本课题不仅揭示了miR-210在肝脏缺血再灌注损伤过程中表达升高并且通过靶向抑制SMAD4促进肝细胞凋亡进而加重肝脏损伤的作用。而且还发现了除HIF1α之外另一个调控miR-210表达的转录因子--SMAD4。这种miR-210-SMAD4反馈循环调控机制的发现能够为临床预防和治疗肝脏缺血再灌注损伤提供新的干预靶点。
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